公司联合厂房桩基础工程设计方案

摘要

本次设计题目来源于沈阳特变电工联合厂房基础工程。设计首先将调研中搜集到

的沈阳特变电工联合厂房的地质勘察汇报、上部建筑构造状况及有关技术的国内外资

料进行综合分析，严格遵照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）并结合地方经验初步确

定了沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三种桩基础设计

方案。然后对此三种基础方案进行了初步的设计计算，计算出其工程量，得出各自重

要工程项目H勺概预算。

本设il进而通过对拟选方案的技术可行性、经济合理性、工程可靠性三方面综合分析，

最终确定螺旋钻孔压灌混凝土桩基础为最佳设计方案，并按优选方案进行工程量及

参数设计计算。详细优化参数与概预算总结：选择第五层中粗砂为桩端持力层。桩长

为L=20m。桩径为6600mm,桩身采用C25日勺混凝土，桩身主筋为8e18,箍筋为6

8@120o承台底面埋深为1.5m。桩基础的A承台平面尺寸为3X1.20）2,B承台平面尺

寸为3X3m2。螺旋钻孔混凝土压灌桩桩基础含税工程总造价为：821378.38元，相比

可知，优选方案较其他方案工程造价将近节省10万元，基本到达优化设计H勺目H勺。

最终，根据优化方案完毕了铁芯车间桩基础工程的施工技术方案和工程质量检测的

设计工作。在设计口勺重要工作及结论部分，本人对设计过程中所获得的重要数据成果

进行了分析总结。此外，本次设计日勺最大特点是将整个设计阶段碰到的最为重要日勺几

种问题单独提出并分析进而表述了自己欧I见解。

关键词

沉管灌注桩螺旋钻孔压灌混凝土桩钢筋混凝土预制桩方案优化

Abstract

ThedesignoftopicisfromtheShenyangjointspecialvariableelectricalplantpile

foundationworksThedesignwillfirstanalysizethecollectedmaterialsoftheGeological

SurveyreportofShenyangspecialvariablelyelectricalJointplant,theupperstructure

infbnnationanddomesticandforeignmaterialsofrelatedtechnology.Andthedesignis

abidebytheConstructionPileTechnicalSpecifications(JGJ94-94)strictlycombinedwith

localexperienceintheinitialdevelopmentofthethreepilefoundationdesignofimmersed

tubepiles,screwdrilledgrout-cast-in-situpileandprecastreinforcedconcretepiles

Secondly,thisprogrammearcbasedonthepreliminarydesign,andcalculatetheamountof

theirworksandtheirbudget.

ThenIwillcomparethesethreeprogrammesinthreewaysoftechnicalfeasibility,

economicrationalityandreliabilityanalysis.Attheendofthat,1choosescrewdrilled

grout-cast-in-situpilefoundationasthebestprogrammeThenIwilldesignandcalculate

it.Specificparametersandoptimizethebudgetestimatesummary:Choosethefifthlayerof

sandtopile-bearingstratum.LengthfbrtheL=20m.PileDrivefor4)600mm,usingC25

pileofconcrete,pileZhujinfbr84)18,stirrupsfbr巾theundersidedepthto1.5m.Apile

foundationfbrTaiwanPlanesizeof3xi.2m2,Bflatcapsizeof3><3m2.Spiralbored

concretepilespressureirrigationworksbasedonthetotalcostoftax:

821378.38yuan.Comparesmayknow,theoptimalplanwillcompareotherplanbuilding

costofprojectsnearlytosave100,000Yuan.Fromthatweknowthedesignhavebasically

achievedthethegoal.ofoptimizationdesign.

Finally,!havefinishedtheworksoftechnicalprogrammesandtheproject'squality

testingofthepilefoundation.Andinthepartofthemajorworkandconclusionofthe

design,themainoutcomedatawhichweredrewoutfromthedesign'sresultwereanalyzed

andsummarized.Inaddition,themostimportantfeatureofthedesignisthatIhavebrought

outseveralimportantissues,whichwereencounteredduringthestageofthedesign.,and

analyzedthem.Eventually,!willgivemyindividualsuggestionsonthat.

Keywords

immersedtubepilesscrewdrilledgrout-cast-in-situpilePrecastreinforcedconcrete

pilesoptimizedpromgramme

目录

序言

1工程概况............................................错误！未定义书签。

1.1工程项目简介...................................错误！未定义书签。

1.2场地工程地质条件..............................错误！未定义书签。

2设计及有关技术国内外现实状况........................错误！未定义书签。

2.1设计规定及参数.................................错误！未定义书签。

2.2设计重耍内容及设计思绪.........................错误！未定义书签。

2.3设计有关技术日勺国内外现实状况..................错误！未定义书签。

3工程方案论证及选择..................................错误！未定义书签。

3.1工程方案的初步确定............................错误！未定义书签。

3.2沉管灌注桩的设计...............................错误！未定义书签。

3.3螺旋钻孔压灌混凝土桩的设计....................错误！未定义书签。

3.4钢筋混凝土预制桩H勺设计........................错误！未定义书签。

3.5工程方案确实定.................................错误！未定义书签。

4优化方案的设计计算..................................错误！未定义书签。

4.1选择桩径、桩长、桩材..........................错误！未定义书签。

4.2确定单桩竖向承载力设计值......................错误！未定义书签。

4.3确定桩的数量和平面布置........................错误！未定义书签。

4.4群桩中单桩承载力验算..........................错误！未定义书签。

4.5群桩承载力校核.................................错误！未定义书签。

4.6群桩沉降计算...................................错误！未定义书签。

4.7螺旋钻孔压灌混凝土桩日勺截面校核................错误！未定义书签。

4.8桩基承台设计...................................错误！未定义书签。

5施工技术方案设计.........................错误！未定义书签。

5.1施工措施设计及技术控制措施.........错误！未定义书签。

5.2施工工艺流程图.................................错误！未定义书签。

5.3质量目的及保证措施............................错误！未定义书签。

5.4重要施工机械设备及进场计划....................错误！未定义书签。

5.5劳动力组织管理.................................错误！未定义书签。

5.6工程进度计划及保证工期日勺施工措施..............错误！未定义书签。

5.7工程概预算的编制..............................错误！未定义书签。

6工程质量检测..............................错误！未定义书签。

6.1检测目的.......................................错误！未定义书签。

6.2检测根据.......................................错误！未定义书签。

6.3基桩有关参数及检测数量........................错误！未定义书签。

6.4基桩检测措施...................................错误！未定义书签。

6.5检测仪器设备...................................错误！未定义书签。

6.6检测规定及试验工期............................错误！未定义书签。

7重要工作及结论...........................错误！未定义书签。

7.1设计的重要工作及结论...............错误！未定义书签。

7.2桩基础设计及方案优化中H勺几种重要问题及见解…..…错误！未定义书签。

参照文献................................................错误！未定义书签。

谢辞....................................................错误！未定义书签。

附录一：程序设计.........................................................88

附录二：各层土的原位测试综合成果记录表..................................89

附录三：各层土的物理力学性质指标记录成果................................90

附录四：根据多种措施确定各土层的承载力及变形参数........................92

附录五：各土层日勺设计地基承载力及变形参数总结表..........................93

附录六：施工工艺流程图94

1工程概况

1.1工程项目简介

特变电工沈阳变压器集团有限企业新建厂区位于沈阳经济

技术开发区开发大路北侧，十六号街西侧，总占地面积约70万

平方米，由装配车间'线圈车间、试验大厅、绝缘车间、铁芯车

间、发电机房及成品栈台等部分构成，建筑物呈矩形。拟建联合

厂房工程概况如下表所示：

拟建联合厂房工程概况表■1

建筑物名称地上层数建筑物高度（m）构造类型基础类型

线圈A车间122.20重钢桩基

装配A车间137.30重钢桩基

试验大厅A137.30市钢桩基

线圈B车间121.10重钢桩基

装配B车间133.20重钢桩基

试验大厅B133.20重钢桩基

绝缘车间112.40重钢桩基

铁芯车间114.10重钢桩基

赔偿电容得118.00重钢桩基

发电机房i18.00重钢桩基

成品栈台待定

1.2本次设计为铁芯车间部分R勺桩基础工程设计，设计的工程项目名称为：沈阳变压器集团

有限企业联合厂房铁芯车间桩基础工程。本工程项目由中国联合工程企业负责设计，中冶

沈勘工程技术有限企业负货施工。工程项目计划工期为30天。

13场地工程地质条件

13.1环境气候条件

13.2沈阳市属温带半湿润季风性气候，由于受大陆性和海洋性气团控制，其特性是冬季漫长

寒冷，春季多风干燥，夏季炎热多雨，秋季湿润凉爽。据沈阳市中心气象台数年资料记

录：气温数年平均为7.9oC,最高为35.7oC,最低为-30.5。鼠降水量数年平均为675

亳米，集中在6〜9月份。风向，冬季多西北风，夏季多西南风，春秋两季风大，风向不

定，最大风速12〜15米/秒，常年主导风向WN。

1.3.3地形地貌

1.3.4场地地形平坦开阔，地貌单元属于河流冲积平原，由第四纪冲洪积形成。钻孔揭发地层

岩性重要为第四系粘性土和砂土。

1.3.5地层岩性描述

根据现场鉴别、原位测试及土分析成果，将场地土岩性特性自上而下分述如下：

①索填土：杂色，由少讦碎石及粘性土构成，梢湿，呈松散状态。分布不均，平均厚度0.4米。

②粉质粘土：黄褐色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振

反应，梢湿，一般为可塑状态，局部硬塑，中压缩性，局部夹有软塑状态夹层。该层持续分布，厚

度不均，平均厚度2米。

②1粉质粘土：黄褐色〜灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性很好，无摇振反应，稍湿,

一般为软塑状态，高压缩性，平均厚度2米。

②2中粗砂：黄色〜灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部具有少许粘性土夹层，湿〜饱和，一

般为密实状态，局部呈梢密状态，力学性质变异性高，局部相变为粗砂层。平均厚度1.40米。

②3泥炭质土：灰黑包刀切面无光泽，干强度中等，韧性很好，无摇振反应，湿，•般为软塑

状态，高压缩性，层厚0.6米。

③细砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，局部具有少许粘性土夹层，湿〜饱和，中密状态,

力学性质变异性高，以细砂层为主，局部相变为中粗砂层。该层持续较均匀分布。，平均厚度3.5

米。

③1粉质粘土：灰色、灰褐色，含铁质结核矿物及粉细砂颗粒，刀切面略见光泽，干强度中等,

韧性中等，无摇振反应，湿，一般为可塑状态，中压缩性。平均厚度（）.6米。

④粉质粘土：黄褐色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振

反应，稍湿，一般为可塑状态，中压缩性，局部夹有软塑状态粉质粘土及中粗砂，局部距层底1〜

2米处粉质粘土呈硬塑状态，并含少许中粗砂。该层持续分布，厚度不均，平均厚度6米。

@1粉质粘土：黄褐色〜灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性很好，无摇振反应，稍湿,

一般为软塑状态，高压缩性，层厚3.4米。

④2中粗砂：黄色〜灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部具有少许粘性土夹层，湿〜饱和，一

般为梢密状态，力学性质变异性高，平均厚度0.6米。

⑤中粗砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，局部具有少许粘性土及细砂，饱和，一般为密实

状态，局部为中密状态，力学性质变异性中等。该层持续均匀分布，在勘探深度范围内，该层大多

未钻穿，层顶埋深5.80〜30.00米，平均厚度10.2米。

⑤1粉质粘土：黄褐色〜灰黑色，刀切面无光泽，干强度中等，韧性很好，无摇振反应，稍湿,

一般为软塑状态，高压缩性，该层呈透镜体夹层状分布，层厚L70米，仅见于358#钻孔。

⑥粉质粘土：浅黄色〜灰色，含粉细砂颗粒及粉土，刀切面无光泽，干强度较高，韧性中等,

无摇振反应，稍湿，一般为硬塑状态，中压缩性，局部夹有中粗砂薄层。该层持续较均匀分布，平

均厚度7.6米。

13.6@1中粗砂：黄色〜灰色，石英、长石质，颗粒均匀，局部具有少许粘性土，湿〜饱和，一般

为稍密状态，力学性质变异性高，局部相变为粗砂层。该层呈透镜体夹层状分布，层厚

0.80〜2.30米,平均厚度1.55米。

1.3.7⑦粗砂：黄褐色，石英、长石质，颗粒均匀，具有少许卵石，局部夹粉质粘土透镜体，饱和,

一般为中密状态，局部为密实状态，局部夹砾砂薄层，力学性质变异性较高。在勘探深度

范围内，该层大多未钻穿，层顶埋深24.80〜45.50米，最大揭发厚度厚度8.4米。

13.8⑦1粉质粘土：黄褐色〜灰黑色，一般为可塑状态：中压缩性，刀切面稍有光泽，无摇震反

应，干强度中等，韧性中等。该层呈透镜体夹层状分布，层顶埋深33.50〜43.50米，层厚

1.00〜3.30米，平均厚度2.00米。

1.3.9场区水文地质条件

勘察期间本场区见有一层地下水，为孔隙潜水类型，地下稳定水位埋深为5米，重要赋存于

细中砂及其如下土层之中，重要补给来源为大气降水和地下迳流，局部有微承压性，水头标高

15.56〜15.85米，估计地下水口勺年水位变化幅度在1。〜2.0米左右。

根据水分析成果鉴定：该场区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢构造有弱腐蚀性，对钢筋混凝

土构造中钢筋无腐蚀性。

2设计及有关技术国内外现实状况

2.1设计规定及参数

2.2已知由上部厂房构造传至柱下端日勺一组荷载为:A承台的竖向荷载设计值F1=2023KN；B

承台的竖向荷载设计值F2=4200KN；弯矩与水平力设计值相对于竖向荷载可忽视不计。

本设计规定严格遵照有关基础规范进行设计。

2.3设计重要内容及设计思绪

2.3.1设计的重要内容

1）对工程勘察资料、上部构造资料及有关技术的国内外资料进行分析和整顿并编写开题汇报。

2）初选螺旋钻孔压灌混凝土桩基础，钢筋混凝土.预制桩，沉管灌注桩三种方案

3）对以上三种方案进行技术性、可靠性和经济等方面的比较分析，优选出最佳设计方案

4）按优选出的方案进行工程量及参数设计计算.

5）给出施工技术方案，措施和工程质量原则

6）质量检测与监测.

7）简要进行施工组织管理与预算设计.

8）提炼设计H勺重要工作和创新点

9）绘制工程图表.

23.2设计思绪

1）由沈阳特变电工联合厂房勘察汇报提供的数据•，根据场地工程地质状况、拟建厂房等上部

建筑构造状况，工程设计资料，工程施工资料，工程检测资料及有关技术的国内外资料经综合

分析，查阅现行有关建筑基础方案结合地方经验进行基础方案H勺论证与选择

2)选择3-4种设计方案(螺旋钻孔压灌混凝土桩，钢筋混凝土预制桩，沉管灌注桩)进行技术

性、可靠性和经济性等方面的比较分析，优选出最佳设计方案。

3)按优选方案进行工程量及参数设计计算。

2.4设计有关技术的国内外现实状况

2.4.1为了有效地把上部构造H勺荷载传递到土壤深处承载能力较大H勺岩土层上，桩基础被广泛

应用到土木工程中，桩基础的使用可以在施工中省去大量H勺土方支撑和排水降水设施，施

工以便且•般均能获得良5向经济技术效果。如卜.将分别简介螺旋钻孔压灌混凝土桩，钢

筋混凝土预制桩，沉管灌注桩三种桩型的国内外技术现实状况。

2.4.2螺旋钻孔压灌混凝土桩

2.4.3伴随建设现代化大都市进程的推进，都市区及其近郊几年来兴建了许多高层建筑，而越

来越多的高层建筑群正在规划兴建中。高层建筑群对地基基础规定高，地卜.空间日勺运用亦

对建筑基坑开挖支护提出较高规定。不过，调查资料表明，某些都市区地下水位正在逐年

上升，高额的支护及降水费用已经成为目前所广泛采用人工挖孔灌注桩这一成熟工艺的

制约原因。寻找一种能适应此类城区建设规定的二艺，成为各施工企业、科研院所面临的

课题。近几年来，螺旋钻孔压浆桩因其克服了其他类型桩的许多缺陷，被广泛采用。但其

“粗放”的工艺，水泥浆大量挥霍，成本居高不下成为困扰人们的新问题。而螺旋钻孔压

灌混凝土桩，正是继承其长处克服其弱点口勺新型工艺。几年日勺工程实践表明，螺旋钻孔

压灌混凝土施工技术具有广阔的）市场前景。螺旋钻孔压灌混凝土桩是运用长螺旋钻机成

孔抵达设计桩底标高，然后提高钻杆，同步用高压泵将高坍落度流态混凝土通过高压管

路及长螺旋钻杆的内管压入孔内，然后再卜入钢筋笼到设计深度，最终成桩。

2.4.4钢筋混凝土预制桩

2.4.5预制桩是在工厂或施工现场制成的多种材料和形式的桩，如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等,

然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入、高压水冲入或旋入土中的基础类型，尤其是预制

钢筋碎桩，由于它制作以便，拼接轻易，打桩前可对於质量进行检查，不受地下水条件的

影响等长处，因而越来越广泛地被应用到高层建筑的地基处理上，但它也有•定的缺陷:

截断较为困难，打桩期间土产生变位，桩有也许因被锤击毁坏，而需补桩，因有震动和噪

音，在都市改造和建设中也受到一定的限制。尽管如此，由于桩基承载能力大，沉降量小,

施工技术发展很快，因而还是被广泛应用于高层廷筑和软弱地基处理上。由于其施工简便

并且对地基H勺天然构造影响较小，因此预制钢筋诠桩已被广泛应用到高层建筑、民用住

宅、公用工程、大跨度桥梁、高速公路、港口、玛头等工程中。

2.4.6沉管灌注桩

在当今飞速发展的建筑业中，振动沉管灌注桩的施工工艺得到广泛应用，就数年的工程实践

来看，采用沉管灌注桩以其承载力高、施工以便、工期短、造价低、合用范围广等长处在我国沿

海和内陆许多地区得到广泛应用，但其缺陷是受桩管口径限制，影响单桩承载力振动大，噪声高

受施工人员技术水平口勺影响，偏差较大。

沉管灌注桩是运用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土口勺桩尖（或钢板靴）或带

有活瓣式桩靴的钢管沉入土中（钢管直径应与桩的设计尺寸一致），导致桩孔，然后放入钢筋骨架

并浇筑混凝土，随之拔出套管，运用拔管时的振动将混凝上捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌

注桩按成桩方式可分为锤击式和振动式沉管。钢筋砂沉管灌注桩合用于一般粘性土、淤泥质土、

淤泥土和人工回填十.以及在下沉管时不产生液化的粉十.和稍中密粉细砂十•的地基。

各类沉管灌注桩共同"勺长处是：（a）可以根据持力层的分布状况，随意调整桩长。（b）扩底型及

扩身型桩系列，可充足运用桩端承载力及桩侧摩阻力。（c）配筋率合适，可根据荷载大小与性质,

荷载沿深度的传递特性以及土层的I变化，按计算或构造配筋，其造价比钢筋碎预制低40%〜70%

3工程方案论证及选择

3.1工程方案的初步确定

根据工程概况和工程地质条件分析施工场地的稳定性和合适性：由勘察成果表明，建筑场地

地势平坦开阔，无不良地质作用和地质灾害，为稳定建筑场地，合适本工程的建设。不过，本区拟

建建筑物为联合厂房，其上部荷教较大，经分析计算，本场地天然地基不能满足上部建筑物对地

基强度和沉降H勺规定，因此需采用对应的地基与基础方案以满足工程建筑口勺需要。地基与基础方

案应根据拟建工程构造特点、场地工程地质与水文地质条件、施工可行性、工程造价高下及周围

环境条件综合确定。详细分析如下：

3.21.根据本工程场地的工程地质勘察汇报知①耕土层呈松散状态，均匀性很差，未经处理

不能作为地基使用;②层粉质粘土层分布不均，呈可塑偏软状态，局部夹软塑状态粉质粘土

及泥炭质土，力学性质较差；③细砂层持续分布，但厚度不均，在地基变形规定不高时可作

为浅基础持力层：④粉质粘土较厚，基本持续分布，密实度很好；⑤中粗砂持续分布，密实

度很好，为良好的桩端持力层。⑥粉质粘土基本持续分布，呈可塑偏硬状态，⑦粗砂持续分

布，局部夹有软塑状态粉质粘土及砾砂薄层，力学性质变异性较高。

3.32.由工程地质条件知场地地层土分布不均，此外对于联合厂房此类建筑吊车起重量大，地

面负荷重，地基变形大，且随车间生产任务的I繁重程度而增减，因此地基在上部荷载作用

下极也许产生不均匀沉降。因此采用基础所具有的刚度和上部构造共同作用，以调整地基

的J不均匀变形或不均匀沉降。对此类建筑，采用桩基可使不均匀沉降大大减小。

3.4由于本区拟建建筑物上部荷载较大，根据类似工程经验拟选用沉管灌注桩，螺旋钻孔压灌

混凝土桩基础，钢筋混凝土预制桩三种基础设计方案，此外可采用⑤中粗砂层作为桩端持

力层，持力层较薄部位宜进行下卧层的强度及变形验算。如下分别进行以上三种基础工程

方案的初步设计，然后综合考虑三种基础方案II勺技术可行性，经济合理性与工程可靠性。最

终将对此三种基础方案进行对比、论证和分析，进行优选出一种最优基础方案进行工程设

计计算。

3.5沉管灌注桩的设计

3.5.1选择桩径、桩长、桩材

根据试桩初步选择600mm日勺灌注桩，桩身采用C25内混凝土，钢筋HPB235,经查表得:

初选第五层中粗砂为持力层，桩端进入持力层，不得不不小于2倍的桩径，即1.2m。

初选承台底面埋深1.3m。承台混凝土强度等级为C2Q。初选桩长为L=21m。

352确定单桩竖向承载力设计值

3.5.2.1根据桩身材料确定

初选P=0.72%,3=1.0。则As=2034.7mm2。fC按0.8折减，代入得:

352.3根据地基土的物理力学性质指标确定

由现场原位测试及室内土工试验知：

qsa2=2G.0kpaq呜=12.()34Ms吗=30kpa、q*=7kpa

q；a3=35.0kpa，q皿=260kpa

%“4=22.03。,/叫=20.03。4“42=30.0kpa

=37,0切〃，夕做距二2300・0切。

71

=G(Q6x(2QOx2+120x2+30xl4f7.0xQ6+35.0x3.5+2QOxQ6+220x3.4+3QOxQ6+37xl.3)+23a)xQGX-

4

3.5.2.4由单桩静载试验确定

二1200KN

353单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小值，即取:

354确定桩口勺数量和平面布置

初步假定承台A底面枳为，承台和土自重为

则桩数初步确定为:

R

1.1x(2000+78)

1200

=L9取〃=2根。

桩间距s取3—6d,即1.8〜3.6m,取s=1.8m。

此时承台与土H勺自重为G=3x1.2x1.3x20=93.6KN。

为了满足桩顶嵌固及抗冲切H勺需要：承台H勺最小宽度不应不不小于500mm承台边缘至桩中心

的I距离不适宜不不小于桩的直径或边长，对于建筑构造的桩基础，应不不不小于0.5d(d为桩的直

径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩口勺设计桩径，即钻头口勺直径)，且边缘挑出部分不应不不

小于则：

{0.5d=300mm,150/?v«(max=300/w/w。

综上所述：承台底平面尺寸确定为。两根桩布置如图3-1所示。

初步假定承台B底面积为，则承台和土自重为:

则桩数初步确定为:

1.1(F+G)_1.1x(4200+234)

4.1根

-1200

桩间距S取3d=1.8m。

为了满足桩顶嵌固及抗冲切H勺需要：对「建筑构造口勺桩基础，承台边缘至桩中心的距离应不

不不小于().5d(d为桩日勺直径或桩的短边宽度，对于钻孔灌注桩为桩H勺设计桩径，即钻头的直径)，

且边缘挑出部分不应不不小于150mm。则4根桩布置如图3・2所示。

3.5.5综上所述：承台平面尺寸确定为33。

3.5.6群桩中单桩承载力验算

取承台A及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：

0=理9=2000+93,6=10468^<Rn()0KN

一〃2〃

桩身混凝土欧I强度应满足桩承载力规定，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计

算：

2

Apfw,=4x0.3x11.9x1()3x0.7=2354.1KN>Qk=1046.8KN

故单桩承载力满足规定。

取承台B及上覆土平均重度为，则桩顶平均竖向力为：

&=也00-234="085A7V<a=1200/GV

n2

桩身混凝土日勺强度应满足桩承载力规定，灌注桩取工作条件系数，取，则桩身强度按下式计

算

Apfw="x0.32x11.9x1()3x0.7=2354.1KN>=1108.5KN

故单桩承载力满足规定。

3.5.7群桩承载力校核

对承台A：

357.2其桩数为2根H勺非瑞承群桩。由于其桩数少，侧目，端阻R勺群桩效应也较小，虽存在承台

土抗力，但可忽视群桩效应H勺影响，即该类群桩的承载状况和端承群桩相似。因此承台

A下的群桩满足承载力规定，不需再进行校核。

对承台B：

其桩数为4根的非端承群桩。由于桩群、土、承台的互相作用，导致侧阻、端阻、承台阻力随

桩距、桩长、承台宽度等而呈一定规律变化，群桩效应不可忽视。群桩B的承载力校核如下:

按应力扩散法计算：

桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为

F

102+8.5x2+30x1.4+5.0x0.6+25.0x3.5+12.0x0.6+9.5x3.4+31.Ox0.6

20.1

=37.7°

377°

则扩散角6=^—=9.4°

4

边桩外侧尺寸为2.42.4,则桩端应力面的长宽分别为

实体基础埋深范围内土的平均重度为：

第五层中粗砂层的承载力特性值按下式修正：

，=小〃""("-0.5)

=400+1.6x13.6x(22.3-0.5)

=874.37KN/〃J

地下水埋深为5m,取承台及上覆土平均重度为。承台底如下取，则实体自重为：

当底面按轴心受压时：

2

耳+G«4200+27240.9./QTA，「八11

------=---------------=359.6KW/m2</=874.37KN/〃/

BD935x9.35"

故满足承载力规定。

3.5.8群桩沉降计算

承台A

计算参数信息：

基础顶面的竖向力：F=2023kN基础埋深Hd=1.3m

基底以上填土日勺平均重度：r=17kN7m3基础与填土的平均重度：y0=20kN/m3

考虑土的内摩擦角，基底L算长度1=7.927m基底计算宽度B=6.127m

基底处地基承载力特性值C=130kPa矩形布桩时H勺短边布桩数n,=l；

桩基沉降计算经验系数4>=1；建筑桩基重要性系数。尸1.1；

土层参数表表3-1

序号土层厚度h.(m)重度Y,(kN/m')极限侧阻(kPa)压缩模量&(MPa)

11.119.0404.5

2218.3243.4

31.4306019

40.614.5141.7

53.5267016

60.620404.0

7619.7446.2

83.419.54()4.6

90.6306018.0

1010.2307423

111.719.5565.0

127.619.1607.1

续上表

序号土层厚度h(m)重度Yi(kN/m:,)极限侧阻(kPa)压缩模量E,(MPa)

131.55306018

148.4357427

15217.7505.0

基础底面附加压力计算:

基础与填土的总重量G=20X7.927X6.127X(1.3+21)=21658.95kN；

基底的平均压力P=(2023+21658.955)/(7.927X6.127)=487.18kN/m2；

基底处的土中自重压力2

Pt=17X(1.3+21)=379.10kN/m；

基底平均附加压力

PO=487.18-379.10=108.08kN/m\

基础底面变形计算:

基础沉降计算状况表3-2

1

z(m)基础计算中点aZ,(m)Z2(m)%(mPa)a..(kN/m)a,(kN/m?)

8.404X0.15625.24825.248223.00446.00108.08

10.104X0.13915.61940.37125.00479.1560.14

oz/oc=0.126W0.2,因此本层土已满足规定!

地基最终变形量计算：

最终沉降i•算公式如下：

匕.=CQ+$=4•咳.匕,•p0・ZJ一

Cx(nb-\)+C2MEsi

其中nb—矩形布桩时的短边布桩数，取nb=l。

CO,Cl,C2——根据群桩不一样距径比Sa/d=5.246,长径比L/d=35.000,及基础长宽比

Lc/Bc=3.171由规范附录H查得:C0=0.163；Cl=1.631；C2=5.()07

经计算桩等效系数:ne=O.163+(1-1)/[1.631X(：l-l)+5.007]=0.163,

3.5.83桩基最终沉降量：s=4X1X0.163X108.084X0.302=21.378mmo

3.584承台B

已知群桩沉降计算参数：

基础顶面小J竖向力：F=4200kN基础埋深：Hd=l.3m

基底以上填土日勺平均重度：Y=17kWm3基础与填土的平均重度：y0=20kN7m3

考虑土的内摩擦角基底计算长度：1=7.927m基底计算宽度：B=7.927m

基底处地基承载力特性值：fak=130kPa

矩形布桩时U勺短边布桩数：nb=2；

1)桩基沉降计算经验系数：4>=1;建筑桩基重要性系数：。1=1.1;

基础底面附加压力计算：

基础与填土日勺总重量：G=20X7.927X7.927X(1.3+21)=28022.40kN；

基底的平均压力：P=(4200+28022.405)7(7.927X7.927)=512.85kN/m2；

2)基底处的J土中自重压力：P1=17X(1.3+21)=379.10kN/m2；

3)基底平均附加压力：PO512.85-379.10=133.75kN/m2。

基础底面变形计算：

基础沉降计算状况表3・3

22

z(m)基础计算中点aiZ.(m)Z：(m)E„(niPa)ac(kN/m)O/(kN/m)

8.404X0.16945.69205.692023.00446.00133.75

10.104X0.15226.15030.45835.00479.1581.44

oz/oc=0.170^0.2,因此本层土已满足规定!

地基最终变形量计算:

最终沉降计算公式如下:

n.-1.l—Z..ci--

%=G)+-------------s=4,甲・We-p°・工，，I一

C,(nA-l)+C2M区

其中：nb—矩形布桩时的短边布桩数，取nb=2.

CO,Cl,C2——根据群桩不一样距径比Sa/d=3.710,长径比L/d=35.000,及基础长宽比

Lc/Bc=3.171由规范附录H查得:C0=0.139；Cl=l.668；C2=6.277

3.5.9经计算桩等效系数：He=0.139+(2-l)/[l.668X(2-1)+6.277]=0.265。

3.5.10则桩时最终沉降量:S=4X1X0.265X133.747X0.339=48.131mm。

3.5.11沉管灌注桩的截面校核

已知强度验算数据

混凝土强度等级C25,fc=11.9N/mm2

钢筋为HPB235级，fy=210N./mm2,As=2036mm2

截面:圆形d=600mm,面积:282743.34mm2

3511.3截面最小同转半径：i=l50.00mm,构件计算长度10=2050mm

3511.4验算最小配筋率

P=2036.00/282743.34=0.72%>Pmin=0.60%,因此满足规定!

3511.6确定稳定性系数

根据《混凝土构造设计规范》GB50010-2023表731P48

由10/i=13.67,查表得4)=1.000

3511.8确定混凝土截面面积

由于P=2036.00/282743.34=0.72%<3%

因此混凝土的截面面积不必扣除钢筋H勺截面面积！

计算最大轴向力值N

根据《混凝土构造设计规范》GB50010-2023第条P48

N«O.90(/WJ

=0.9X1.000X(11.90X282743.34+210.00X2036.00)

=3412985.17N=3412.99kN

0考虑间接钢筋

根据《混凝土构造设计规范》GB50010-2023第条P49

计算间接钢筋的换算面积A-

ssO-$

=3.14X460X50.00/200.00=361.10mm2</4=509.00mm'

则361.10<509.00

1)因此不计入间接钢筋影响！3412.99kN即为此轴心受压构件的最大轴向力!

2)配筋示意图

图3-3配筋示意图

3.5.12承台设计

承台AH勺设计

1)计算参数

柱传至承台的竖向力原则值：F=2023kN柱传至承台底面X方向的弯矩原则值Mx=().OOkN.m

混凝土强度等级：C20钢筋级别：HPB235

承台以上土的厚度：Hd=1.3m桩的入土深度：d=20.5m

2)承台以上土的重度：y0=20.00kN/m3承台长：L=l.2m

3)承台弯矩设计值计算

1.桩顶竖向力的计算(根据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第条)

二一+G+〃j,十一/

L丁一二X

其中F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=l.2X2023.00=2400.OOkN；

G——桩基承台日勺自重，G=1.2X(25.0X3.60X0.7+20X3.60X1.3)=187.92kN；

Mx,My——作用于承台底面通过桩群桩形心的x,7轴向弯矩设计值(kN.m)；

xi,yi——第i复合基桩或基桩x,y轴H勺距离(m)；

M—基桩的竖向力设计值(kN)。

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:

2.桩时最大压力:N=(2400.00+187.92)/2+0.00/1.80=1293.96kN

3.矩形承台弯矩的计算(根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94第.2条)

M

y=MxMX=NJ

其中Mx,My——分别为垂直于X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值:

xl,yl—分别为垂直于Y轴和X轴方向白桩中心至对应计算截面的距离;

Nx,-------扣除承台和承台以上土自重设计值后的底桩和顶桩的竖向净反力设计值;

4)通过计算得到弯矩设L值：Mx=(1293.96-187.92/2)X

承台截面主筋口勺计算:

根据《混凝土构造设计规范》41350010-2023)第7.2条受弯构件承载力计算

M

aj同

'rMy

式中a1―系数，当混凝土强度不超过C50时，cl取为1.(),当混凝土强度等级为C80时,

al取为0.94,期间按线性内插法确定;

f,—混凝土抗压强度设计值;

承台日勺计算高度。

fy——钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2o

X方向酉己筋：as=720.00X106/(1.00X9.60X1200.00X670.002)=0.1392

C=l-(l-2X0.1392)O5=0.1506

Y=1-0.1506/2=0.9247

As.=720.000X107(0.9247X670.00X210.00)=5533.87mm:

5)承台截面主筋，X方向选用：494>12@120(As=5542mm2)«

承台截面抗剪切计算：

根据《建筑桩技术规范》0GJ94-94)的第条和第条。

根据第二步U勺计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力，考虑对称性，记为

V=1293.96kN

我们考虑承台配置箍筋的状况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

nA

“三丹/也为+1.25,/；

s